ScientificaMENTE è una serie di articoli dedicati alla divulgazione scientifica.
Affrontiamo argomenti di Biologia, Chimica, Geografia, Scienze della Terra e molti altri di carattere tecnico – scientifico, utilizzando termini il più possibile semplificati, allo scopo di avvicinare le materie scientifiche al più vasto pubblico di lettori.

IL CLORURO DI SODIO

Ognuno di noi ha una quotidiana familiarità con il cloruro di sodio (NaCl) che nel linguaggio comune è chiamato sale.

Il sale è per noi tanto importante quanto l’aria, l’acqua, il cibo.

Nell’antichità, in alcuni territori, la mancanza di sale ha determinato migrazioni di interi popoli da una regione a un’altra.

La nostra necessità di sale

Qualsiasi cellula del corpo umano contiene gli ioni che costituiscono il sale, Na⁺ e Cl^-. Nell’insieme, un uomo adulto contiene circa 160-175 g di sale.

Per compensare le piccole perdite giornaliere, dovute alla traspirazione e all’eliminazione per le vie urinarie, nella dieta ne devono essere contenuti, giornalmente e mediamente, circa 200 mg, circa 1/10 della quantità contenuta in un cucchiaino da caffè.

Il succo di qualsiasi tipo di carne contiene abbastanza sale da considerare, per gli individui che includono la carne nella loro dieta, la quantità ingerita sufficiente a compensare tutte le possibili perdite dell’organismo. La necessità di sale in più è collegata al progredire della capacità dell’uomo di coltivare la terra; vegetali e cereali non contengono una quantità di sale sufficiente a sopperire le perdite giornaliere dell’organismo.

Un altro uso estremamente importante del sale, scoperto fin dall’antichità, è che la carne non si guasta quando viene ricoperta di sale o immersa in una sua soluzione concentrata (salamoia). La decomposizione causata da microrganismi non avviene in presenza di un’alta concentrazione di sale.

Fin quando non si sviluppò la moderna tecnica della refrigerazione, la carne era mantenuta commestibile con l’uso del sale. Senza salatura, solo il congelamento può preservare indefinitamente la carne. I pescherecci ceh rimangono in mare per settimane, portano tonnellate di sale per preservare il pescato, a meno che non siano equipaggiati con opportune celle frigorifere.

Il sale è così essenziale per la vita e per la conservazione dei cibi, che in passato, in alcune regioni, fu usato come moneta. Quando Marco Polo visitò il Tibet durante il suo viaggio in Cina, nel XIII secolo, trovò monete fatte con il sale minerale, stampigliate con il sigillo del governatore.

Nell’antica Roma, truppe armate montavano di guardia alle riserve di sale ricavato dalle saline di Ostia. I soldati che proteggevano e trasportavano il sale lungo la cosiddetta via Salaria, originariamente erano pagati con sale. In seguito furono pagati con denaro, con il quale comprare il sale, e questo tipo di retribuzione fu chiamato salario.

Fabbricazione del sale

Il sale disponibile oggi per il consumo ha una buona purezza, ma solo in certi depositi naturali trovati sotto la superficie terrestre il livello di purezza è sufficientemente alto.

Il sale oggi non si ricava per sintesi, come generalmente si fa per molti composti chimici, ma si ottiene sempre dalle sorgenti naturali, poi si sottopone a vari processi di purificazione. Le popolazioni che vivevano in prossimità del mare, impararono a sfruttare il calore per provocare l’evaporazione e ottenere il sale; per ottenerlo, l’acqua viene immessa in grandi aree delimitate da argini (saline); man mano che il calore solare agisce su queste acque immobili, le sostanze indisciolte (sabbia e argilla) si depositano sul fondo. Con il procedere dell’evaporazione, le sostanze meno solubili (solfati e carbonati di calcio) cominciano a separarsi dalla soluzione. A questo punto la salamoia viene trasferita in vasche di cristallizzazione, dove si separa infine il sale.

Le rocce che contengono sale, rappresentano l’altra fonte principale per la sua estrazione. Per estrarlo di possono usare i metodi tradizionalmente impiegati per tutti i minerali, oppure si può immettere acqua in questi depositi e pompare via la salamoia, quindi procedere con i processi di purificazione.

L’immagine è tratta da:

https://it.wikipedia.org/wiki/Cloruro_di_sodio

Bibliografia
L. Monfroni, C. Pavanati Bettoni – La Terra e l’Universo – Signorelli Editore, Milano 1992
M. Fiorani, D. Nepgen, M. Crippa – Scienze naturali – Mondadori Education, 2016
O. Lupia Palmieri, M. Parotto – Terra, edizione verde – Scienze Zanichelli, 2016
C. Cavazzuti, L. Gandola, R. Oddone – La Terra intorno a noi – Scienze Zanichelli, 2016
I. Baroni, R. Corsi, F. Costagli – Sfera plus: L’Universo e la Terra; La materia e l’energia; Gli esseri viventi e l’ambiente; L’uomo – Sei, 2015
S. Zanoli – Scienze della Terra, Elementi e immagini – Le Monnier, 2016
M.L. Piccone Antoniotti – Geografia Generale – Paravia, 1985
M. Torri, G. Santi – Tettonica delle placche – Principato, 2015
G. Bellezza, E. Cecioni – Introduzione alla Geografia umana – Zanichelli, 1994
Geoidea – GEOSTART – De Agostini, 2014
L. Morelli – Geografia, Economia, Cultura – Mondadori Education, 2014
E. Fedrizzi – GEO Sistemi e Atlante Geografico – Minerva Scuola - Mondadori Education, 2014
J. Brady, J. Holum – Fondamenti di Chimica – Zanichelli 1990
L. Alberghina – Biologia, sviluppi e prospettive – Mondadori 1984
M. Hoefnagels – Biologia, il laboratorio della vita; dalle cellule ai vertebrati – Le Monnier, 2015
D. Casagrande – La vita sulla Terra, argomenti di Biologia – Italo Bovolenta, 1994
D. Sadava, et alii – Biologia.blu, le basi molecolari della vita e dell’evoluzione – Zanichelli, 2014
P. Battaglini, E. Totaro Aloj – Il sistema della vita – Le Monnier, 1978
S. Zanoli – Biologia, elementi e immagini – Le Monnier, 2015

F. Tottola, A. Allegrezza, M. Righetti – Biochimica, dal carbonio alle nuove tecnologie – Mondadori, 2014
M. Artoni, A. Dazzi – Chimica – Principato, 2014
M. Vezzoli. C. Vicari – Biotecnologie – Principato, 2014
M. Vezzoli. C. Vicari – Ecologia e Ambiente – Principato, 2014
E. Stocchi – Chimica, un invito a capire i fenomeni della natura – Atlas 1981
U. Aichelburg – Il corpo umano – Mondadori, 1977
C. Longo, G. Longo – Dalla cellula ala comunità dei viventi – Minerva Italica, 1980
F. Randazzo, P. Stroppa – Chimica, alimenti e sostenibilità – Mondadori, 2014

ScientificaMENTE è una serie di articoli dedicati alla divulgazione scientifica.
Affrontiamo argomenti di Biologia, Chimica, Geografia, Scienze della Terra e molti altri di carattere tecnico – scientifico, utilizzando termini il più possibile semplificati, allo scopo di avvicinare le materie scientifiche al più vasto pubblico di lettori.

 A seconda del processo che dà origine alle rocce adottiamo la classificazione delle principali categorie*:

*LA COMPOSIZIONE MINERALOGICA RIFLETTE L’ORIGINE GEOLOGICA

La suddivisione in classi delle rocce non deve essere intesa in senso statico, ma piuttosto in senso dinamico: i vari tipi di roccia infatti possono essere considerati come aspetti successivi di un grande ciclo di trasformazioni, che coinvolgono tutti i materiali compongono la crosta terrestre.

Le rocce eruttive, derivanti direttamente dai magmi, a contatto con gli agenti atmosferici vengono degradate a sedimenti che, per un insieme di trasformazioni fisiche e chimiche (DIAGENESI: compresso delle trasformazioni fisiche e chimiche che si verificano nei sedimenti durante e dopo la deposizione; comprende vari processi quali: l’assestamento dei materiali incoerenti, la loro compattazione, cementazione e ricristallizzazione), divengono rocce sedimentarie. Queste possono venire nuovamente erose o trasformate ad opera del calore e della pressione in rocce metamorfiche, che a loro volta, per fusione completa (ANATESSI: processo di fusione su larga scala di rocce preesistenti, che si verifica all’interno della crosta terrestre e porta alla formazione di nuovo magma), forniscono nuovo magma dal quale derivano nuove rocce eruttive.

In questo modo le rocce vengono continuamente rinnovate, in quel ciclo incessante di evoluzione della crosta terrestre, noto appunto come CICLO LITOGENETICO.

Qualunque sia la loro origine, le rocce sono delle mescolanze complesse di MINERALI, che sono delle sostanze omogenee semplici/complesse (costituite da uno o più elementi chimici), inorganiche, di origine naturale.

Gli elementi chimici naturali sono 92, ma di essi soltanto 8 entrano comunemente nella costituzione della crosta terrestre.
L’elemento più abbondante è l’OSSIGENO (circa il 47%), seguito dal SILICIO (circa il 28%), e da pochi elementi chimici residui (alluminio, ferro, calcio, sodio, potassio e magnesio).
Questi 8 elementi mediante combinazioni chimiche semplici o complesse danno origine a tutti i minerali conosciuti.

Bibliografia
L. Monfroni, C. Pavanati Bettoni – La Terra e l’Universo – Signorelli Editore, Milano 1992
M. Fiorani, D. Nepgen, M. Crippa – Scienze naturali – Mondadori Education, 2016
O. Lupia Palmieri, M. Parotto – Terra, edizione verde – Scienze Zanichelli, 2016
C. Cavazzuti, L. Gandola, R. Oddone – La Terra intorno a noi – Scienze Zanichelli, 2016
I. Baroni, R. Corsi, F. Costagli – Sfera plus: L’Universo e la Terra; La materia e l’energia; Gli esseri viventi e l’ambiente; L’uomo – Sei, 2015
S. Zanoli – Scienze della Terra, Elementi e immagini – Le Monnier, 2016
M.L. Piccone Antoniotti – Geografia Generale – Paravia, 1985
M. Torri, G. Santi – Tettonica delle placche – Principato, 2015
G. Bellezza, E. Cecioni – Introduzione alla Geografia umana – Zanichelli, 1994
Geoidea – GEOSTART – De Agostini, 2014
L. Morelli – Geografia, Economia, Cultura – Mondadori Education, 2014
E. Fedrizzi – GEO Sistemi e Atlante Geografico – Minerva Scuola - Mondadori Education, 2014

L. Alberghina – Biologia, sviluppi e prospettive – Mondadori 1984
M. Hoefnagels – Biologia, il laboratorio della vita; dalle cellule ai vertebrati – Le Monnier, 2015
D. Casagrande – La vita sulla Terra, argomenti di Biologia – Italo Bovolenta, 1994
D. Sadava, et alii – Biologia.blu, le basi molecolari della vita e dell’evoluzione – Zanichelli, 2014
P. Battaglini, E. Totaro Aloj – Il sistema della vita – Le Monnier, 1978
S. Zanoli – Biologia, elementi e immagini – Le Monnier, 2015

F. Tottola, A. Allegrezza, M. Righetti – Biochimica, dal carbonio alle nuove tecnologie – Mondadori, 2014
M. Artoni, A. Dazzi – Chimica – Principato, 2014
M. Vezzoli. C. Vicari – Biotecnologie – Principato, 2014
M. Vezzoli. C. Vicari – Ecologia e Ambiente – Principato, 2014
E. Stocchi – Chimica, un invito a capire i fenomeni della natura – Atlas 1981
U. Aichelburg – Il corpo umano – Mondadori, 1977
C. Longo, G. Longo – Dalla cellula ala comunità dei viventi – Minerva Italica, 1980
F. Randazzo, P. Stroppa – Chimica, alimenti e sostenibilità – Mondadori, 2014

ScientificaMENTE è una serie di articoli dedicati alla divulgazione scientifica.
Affrontiamo argomenti di Biologia, Chimica, Geografia, Scienze della Terra e molti altri di carattere tecnico – scientifico, utilizzando termini il più possibile semplificati, allo scopo di avvicinare le materie scientifiche al più vasto pubblico di lettori.

ScientificaMENTE – LE STRAORDINARIE PROPRIETÀ DEI MINERALI: I CRISTALLI

Gli elementi chimici si trovano in natura, ed in particolare nella crosta terrestre, sotto forma di corpi solidi, chimicamente qualificabili, detti MINERALI: di essi i minerali metallici costituiscono gli esempi più significativi.

L’insieme di più minerali mescolati in proporzioni varie e variabili costituisce una ROCCIA.

L’evento più spettacolare nella formazione delle rocce è costituito dalla costituzione dei CRISTALLI.

Innanzitutto avviene il passaggio dallo stato fuso del MAGMA (roccia liquida a temperatura altissima, generalmente compresa tra 650 e 1200 °C) allo stato solido.

La solidificazione può altresì avvenire anche per precipitazione di soluti, per lo più salini, a seguito di abbassamenti di temperatura e soprattutto per evaporazione.

Può avvenire anche il passaggio dalla fase di vapore alla fase solida per raffreddamento, ed in questo caso parliamo di sublimazione.

Infine si può verificare nelle rocce il cosiddetto METAMORFISMO, ovvero la trasformazione per assestamento delle molecole di strutture originariamente liquide o per ristrutturazione di solidi preformati.

Fisicamente il minerali sono caratterizzati da una struttura cristallina (che viene definita “abito”), che ne costituisce la proprietà fisica fondamentale e quella più appariscente.

Il CRISTALLO è un corpo naturale con una struttura a forma di reticolo, cioè risultante da un insieme ordinato di particelle (atomi, molecole o ioni), che si ripete periodicamente nello spazio come un motivo ricorrente.

I cristalli sono dei prodotti della natura attraenti ed interessanti. Di essi non meraviglia solo la perfezione della struttura ma anche l’enorme diffusione: non solo costituiscono la stragrande maggioranza dei corpi dotati di forma e volume determinati (cioè quelli che definiamo “solidi”) in cui ci imbattiamo, ma anche quelli di cui siamo fatti.

Oltre allo zucchero e ai Sali, sono cristalli anche i metalli, i prodotti ceramici, le ossa e i denti.

La ragione per cui esistono i cristalli è che le particelle costituenti la materia tendono a legarsi tra loro nel modo più compatto possibile: per lo più attraverso legami orientati secondo precise direzioni geometriche.

Se, per fare un semplice esperimento, prendiamo un certo numero di sfere e le poniamo in una scatola ci accorgiamo che se le disponiamo in file ordinate esse occupano un minore volume; se poi queste sfere fossero magnetiche e si attraessero reciprocamente formerebbero una massa ancora più compatta.

Risponde dunque ad una naturale inclinazione, il tendere delle particelle della materia a giustapporsi in maniera regolare, così da formare dei grandi edifici cristallini che occupano al meglio lo spazio disponibile.

Il COLORE è un’altra proprietà fisica dei minerali, anzitutto connessa alla loro composizione chimica.

Così i minerali di rame sono caratteristicamente azzurri o verdi, quelli di cobalto rosei e così via. È poi la particolare costituzione dei cristalli, per la quale  il reticolo manifesta diverse proprietà nelle differenti direzioni, che fa sì che in certi casi il colore varia, orientando e girando il cristallo.

Talvolta sorprendono i fenomeni connessi con l’emissione di luce da parte dei cristalli.

Si tratta di fenomeni di 2 tipi:

• FLUORESCENZA: emissione di luce visibile condizionata dalla presenza di luce per lo più invisibile (ultravioletti, raggi X, etc.); gli elettroni intorno ai nuclei atomici sono eccitati dall’assorbimento di energia, per poi restituirla sotto forma di energia luminosa.
• FOSFORESCENZA: emissione, per un certo tempo, di luce di vari colori, in assenza di stimoli esterni; è per lo più il risultato di fenomeni chimici, che possono essere innescati da radiazioni.

Dato che i cristalli non sono delle accozzaglie di atomi disposti a caso, ma insiemi ordinati di atomi, è logico aspettarsi che le forze che tengono uniti gli atomi possano essere particolarmente deboli in alcune direzioni, a seconda della struttura.

La SFALDATURA è la facoltà che hanno certi cristalli di dividersi lungo piani caratteristici, corrispondenti a direzioni di minima coesione.

Infine, la DUREZZA è la resistenza opposta da un minerale alla scalfittura. Ecco di seguito la famosa scala empirica delle durezze, conosciuta come SCALA DI MOHS.

Per approfondire:

https://it.wikipedia.org/wiki/Scala_di_Mohs

http://www.liceoalberti.it/~werty/scienze/mohs.html

Bibliografia
L. Monfroni, C. Pavanati Bettoni – La Terra e l’Universo – Signorelli Editore, Milano 1992
M. Fiorani, D. Nepgen, M. Crippa – Scienze naturali – Mondadori Education, 2016
O. Lupia Palmieri, M. Parotto – Terra, edizione verde – Scienze Zanichelli, 2016
C. Cavazzuti, L. Gandola, R. Oddone – La Terra intorno a noi – Scienze Zanichelli, 2016
I. Baroni, R. Corsi, F. Costagli – Sfera plus: L’Universo e la Terra; La materia e l’energia; Gli esseri viventi e l’ambiente; L’uomo – Sei, 2015
S. Zanoli – Scienze della Terra, Elementi e immagini – Le Monnier, 2016
M.L. Piccone Antoniotti – Geografia Generale – Paravia, 1985
M. Torri, G. Santi – Tettonica delle placche – Principato, 2015
G. Bellezza, E. Cecioni – Introduzione alla Geografia umana – Zanichelli, 1994
Geoidea – GEOSTART – De Agostini, 2014
L. Morelli – Geografia, Economia, Cultura – Mondadori Education, 2014
E. Fedrizzi – GEO Sistemi e Atlante Geografico – Minerva Scuola - Mondadori Education, 2014

L. Alberghina – Biologia, sviluppi e prospettive – Mondadori 1984
M. Hoefnagels – Biologia, il laboratorio della vita; dalle cellule ai vertebrati – Le Monnier, 2015
D. Casagrande – La vita sulla Terra, argomenti di Biologia – Italo Bovolenta, 1994
D. Sadava, et alii – Biologia.blu, le basi molecolari della vita e dell’evoluzione – Zanichelli, 2014
P. Battaglini, E. Totaro Aloj – Il sistema della vita – Le Monnier, 1978
S. Zanoli – Biologia, elementi e immagini – Le Monnier, 2015

F. Tottola, A. Allegrezza, M. Righetti – Biochimica, dal carbonio alle nuove tecnologie – Mondadori, 2014
M. Artoni, A. Dazzi – Chimica – Principato, 2014
M. Vezzoli. C. Vicari – Biotecnologie – Principato, 2014
M. Vezzoli. C. Vicari – Ecologia e Ambiente – Principato, 2014
E. Stocchi – Chimica, un invito a capire i fenomeni della natura – Atlas 1981
U. Aichelburg – Il corpo umano – Mondadori, 1977
C. Longo, G. Longo – Dalla cellula ala comunità dei viventi – Minerva Italica, 1980
F. Randazzo, P. Stroppa – Chimica, alimenti e sostenibilità – Mondadori, 2014